(57)【要約】  非水電解質二次電池の負極は、負極集電体(21A)と負極活物質層(21B)とを有している。負極集電体(21A)は、２０μｍ以上５０μｍ以下の厚みを有している。負極活物質層(21B)は、負極集電体(21A)の少なくとも一方の表面上に設けられている。負極は、負極原板が所定の幅に切断されて作製されたものであり、負極の切断端部には、切断ダレ(21D)が存在している。切断ダレ(21D)は、負極集電体(21A)が負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成されたものであり、電極群(31)の内側へ向かって延びている。
2011016243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に設けられた多孔質絶縁層とを有する電極群を備え、
前記負極は、厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下である負極集電体と、前記負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられ負極活物質を含む負極活物質層とを有し、
前記負極は、負極原板が所定の幅に切断されて作製されたものであり、
前記負極の切断端部には、切断ダレが存在しており、
前記切断ダレは、前記負極集電体が前記負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成されたものであり、前記電極群の内側へ向かって延びている非水電解質二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記電極群では、前記正極と前記負極とが前記多孔質絶縁層を介して捲回されており、
前記切断ダレは、前記電極群の径方向内側へ向かって延びている非水電解質二次電池。
【請求項３】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記電極群では、前記正極と前記負極とが前記多孔質絶縁層を介して積層されており、
前記切断ダレは、前記電極群の厚み方向内側へ向かって延びている非水電解質二次電池。
【請求項４】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記負極の幅は、前記正極の幅よりも広い非水電解質二次電池。
【請求項５】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記負極活物質は、珪素、錫、珪素化合物、又は、錫化合物である非水電解質二次電池。
【請求項６】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記切断ダレは、前記負極集電体及び前記負極活物質層が伸びて形成されたものである非水電解質二次電池。
【請求項７】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に設けられた多孔質絶縁層とを有する電極群を備えた非水電解質二次電池の製造方法であって、
負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられた負極原板を準備する工程（ａ）と、
前記負極原板を所定の幅に切断して複数の負極を作製する工程（ｂ）と、
前記正極と前記工程（ｂ）で作製された前記負極のうちの１つとの間に前記多孔質絶縁層を配置して前記電極群を作製する工程（ｃ）とを備え、
前記負極集電体の厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下であり、
前記工程（ｂ）では、
前記負極の切断端部には、それぞれ、前記負極集電体が前記負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成された切断ダレが形成され、
前記切断ダレは、前記負極のそれぞれの幅方向における両端において互いに同一方向に延びている一方、互いに隣り合う前記切断端部では互いに逆向きに延びており、
前記工程（ｃ）では、前記切断ダレが内側へ向かって延びるように前記電極群を作製する非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の非水電解質二次電池の製造方法であって、
前記工程（ｃ）では、前記切断ダレが径方向内側に向かって延びるように、前記多孔質絶縁層を介して前記正極と前記負極とを捲回する非水電解質二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質二次電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の点から自動車に二次電池を搭載することが要望されており、また、大型工具用の電源を直流化することが要望されている。このような要望を満たすためには、急速充電及び大電流放電が可能な小型且つ軽量な二次電池が要求されており、この要求を満たす二次電池としては非水電解質二次電池（以下、単に「電池」と記す場合もある）を挙げることができる。このような非水電解質二次電池は、一般的に、以下に示す構造を備えている。【０００３】
非水電解質二次電池は、電極群及び電解液が金属製の電池ケース内に設けられたものである。電極群は正極と負極と多孔質絶縁層とを有しており、正極は正極活物質が正極集電体の表面上に設けられたものであり、負極は負極活物質が負極集電体の表面上に設けられたものであり、多孔質絶縁層は正極と負極との間に設けられ正極と負極とが短絡を起こすことを防止する。正極活物質は、リチウムイオンと可逆的に電気化学反応し、例えばリチウムコバルト複合酸化物である。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能であり、例えば炭素である。電解液は、非プロトン性の有機溶媒にリチウム塩（例えばＬｉＣｌＯ4又はＬｉＰＦ6）が溶解されたものである。なお、金属製の電池ケースの代わりに、アルミラミネートフィルムからなる電池ケースが用いられる場合がある。【０００４】
このような非水電解質二次電池には、高容量化が要求されている。電池の高容量化を実現させる方法としては、集電体の表面上に活物質を高密度に配置する方法、又は、負極活物質として黒鉛よりも多くのリチウムを吸蔵可能な材料（珪素、珪素化合物、錫又は錫化合物）を選択するという方法が提案されている。しかし、電池の高容量化を実現させると、充放電により負極活物質が大きく膨張及び収縮するので、負極が大きく変形する。そのため、電極群が変形する等の不具合が発生しやすくなる。この不具合を解消するために、負極集電体の厚みを厚くする又は負極集電体の強度を強くする等が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
負極集電体の厚みを大きくすると、内部短絡の発生を引き起こす場合があることが分かった。【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内部短絡が発生しにくい非水電解質二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非水電解質二次電池は、正極、負極及び多孔質絶縁層を有する電極群を備えている。負極は、負極集電体と負極活物質層とを有している。負極集電体は２０μｍ以上５０μｍ以下の厚みを有しており、負極活物質層は負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられている。負極は負極原板が所定の幅に切断されて作製されたものであり、負極の切断端部には切断ダレが存在している。切断ダレは、負極集電体が負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成されたものであり、電極群の内側へ向かって延びている。【０００９】
このような非水電解質二次電池を充電すると、負極は電極群の内側へ向かって変形する。よって、負極の変形に起因する多孔質絶縁層の潰れを防止することができる。【００１０】
なお、「負極活物質層」は、本明細書では、負極活物質が炭素材料である場合にはその負極活物質と結着剤とを含み、負極活物質が珪素、錫又はこれらの化合物である場合にはその負極活物質からなる。【００１１】
正極と負極とが多孔質絶縁層を介して捲回されて形成された電極群では、切断ダレは電極群の径方向内側へ向かって延びている。正極と負極とが多孔質絶縁層を介して積層されて形成された電極群では、切断ダレは電極群の厚み方向内側へ向かって延びている。【００１２】
負極の幅は正極の幅よりも広いことが好ましい。これにより、正極の幅方向における端部は、負極の幅方向における端部よりも幅方向内側に位置する。よって、電池の容量低下を防止することができる。それだけでなく、負極の幅方向における端部が多孔質絶縁層を貫通して正極に接触することを防止できる。【００１３】
負極活物質は、珪素、珪素化合物、錫、又は、錫化合物であることが好ましい。【００１４】
切断ダレは、負極集電体だけが伸びて形成される場合もあれば、負極集電体及び負極活物質層が伸びて形成される場合もある。【００１５】
本発明の非水電解質二次電池の製造方法では、まず、負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられた負極原板を準備し、次に、負極原板を所定の幅に切断して複数の負極を作製し、続いて、正極と１つの負極との間に多孔質絶縁層を配置して電極群を作製する。負極集電体の厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下である。負極を作製する工程では、各負極の切断端部には、負極集電体が負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成された切断ダレが形成され、切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同一方向に延びている一方、互いに隣り合う切断端部では互いに逆向きに延びている。電極群を作製する工程では、切断ダレが内側へ向かって延びるように電極群を作製する。【００１６】
本発明の非水電解質二次電池の製造方法では、切断ダレが径方向内側に向かって延びるように、多孔質絶縁層を介して正極と負極とを捲回しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、内部短絡の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、負極原板を切断して作製された負極の顕微鏡写真図である
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、別の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、また別の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態における電極群の断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【図８】図８は、（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態における電極群の製造方法の一部分を工程順に示す断面図である。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態における電極群の別の製造方法の一部分を工程順に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態の変形例における非水電解質二次電池の横断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態の別の変形例における非水電解質二次電池の横断面図である。
【図１２】図１２は、実施例１の結果をまとめた表である。
【図１３】図１３は、実施例２の結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態を説明する前に、本願発明を完成させるに至った経緯を説明する。図１は、負極原板を切断して作製された負極の顕微鏡写真図である。図２は、負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００２０】
非水電解質二次電池の正極及び負極は、それぞれ、正極原板及び負極原板を所定の幅に切断することにより作製される。正極集電体としては例えばアルミニウムが用いられ、正極活物質としては主としてリチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウムと遷移金属との複合酸化物は、多くの場合、非常に硬い。そのため、正極原板を切断すると、正極活物質が切断刃を研磨する。よって、正極の切断面は、多くの場合、凹凸の少ない平坦な面となる。一方、負極集電体としては銅又はニッケルが用いられ、負極活物質としては黒鉛等の炭素材料又はケイ素若しくはスズ等を含む化合物が用いられる。負極活物質は正極活物質よりも柔らかいので、負極原板を切断すると切断刃により負極又は負極集電体が引き伸ばされる（以下では単に「切断刃による引き伸ばしの作用が働く」と記す。）その結果、切断ダレが形成される場合がある。切断ダレは、負極原板を切断したときに、負極の切断端部Ｓにおいて負極集電体又は負極集電体及び負極活物質層が負極の厚み方向上方又は下方に伸びることにより形成されたものである。
【００２１】
例えば、図２（ａ）に示す負極原板１０１（負極集電体１０１Ａは厚みが１０μｍ未満（例えば８μｍ）の銅箔であり、負極活物質層１０１Ｂは黒鉛を負極活物質として含んでいる）を所定の幅に切断する。すると、図２（ｂ）に示すように、負極集電体１Ａの両表面上に負極活物質層１Ｂ，１Ｂを有する負極１が形成される。このとき、切断ダレ１Ｄが切断端部１ｂに形成される。この切断ダレ１Ｄは、負極集電体１Ａが切断端面１ａから負極１の厚み方向上方又は下方に伸びて形成されたものである。この切断ダレ１Ｄの長さ（本明細書において、切断ダレの長さは、切断ダレの先端と負極集電体との最短距離である。）Ｌ１は、それほど長くなく、１０μｍ未満である。そのため、切断ダレ１Ｄが多孔質絶縁層（不図示）を貫いて正極（不図示）に接触する虞は極めて低いと考えられる。よって、この場合、切断ダレ１Ｄの存在を無視して非水電解質二次電池を作製しても、その安全性の低下を抑制することができる。
【００２２】
ところで、昨今、非水電解質二次電池には高容量化が要求されている。高容量化が実現すれば、充電時における負極活物質の膨張率は大きくなるので、負極は大きく変形する。そのため、負極集電体の厚みを大きくして負極の強度を確保することが提案されている。そこで、本願発明者らは、以下に示す２つの負極の作製を試みた。図３は、１つ目の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。図４は、２つ目の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００２３】
１つ目の負極１１は、図３（ａ）に示す負極原板１１１を所定の幅に切断して作製された。負極集電体１１１Ａの厚みは約３０μｍであり、負極活物質層１１１Ｂでは黒鉛が高密度に充填されている。この負極原板１１１を所定の幅に切断すると、負極集電体１１Ａが切断端面１１ａから負極１１の厚み方向上方又は下方へ向かって伸び（負極活物質層１１Ｂは伸びなかった）、このようにして切断ダレ１１Ｄ（図３（ｂ）に示す網掛け部分）が負極１１の切断端部１１ｂに形成された。そして、切断ダレ１１Ｄの長さＬ２は、図２（ｂ）に示す長さＬ１よりも長く、３０μｍ以上であった。このように長さＬ２が図２（ｂ）に示す長さＬ１よりも長い理由としては次に示すことが考えられる。つまり、負極活物質層１１１Ｂでは黒鉛が高密度に充填されており、且つ、負極集電体１１１Ａの厚みが負極原板１０１における負極集電体１０１Ａの厚みよりも大きいため、切断刃による引き伸ばしの作用が働き易いからである。
【００２４】
２つ目の負極２１は、図４（ａ）に示す負極原板１２１を所定の幅に切断して作製された。負極集電体１２１Ａの厚みは約３０μｍであり、負極活物質層１２１Ｂは珪素、錫又はこれらの化合物が負極集電体１２１Ａの両表面上に蒸着されたものである。この負極原板１２１を所定の幅に切断すると、負極２１が切断端部２１ｂにおいてその厚み方向上方又は下方へ伸び、このようにして切断ダレ２１Ｄ（図４（ｂ）に示す網掛け部分）が形成された。このように負極集電体２１Ａだけでなく負極活物質層２１Ｂも伸びた理由としては次の２つが考えられる。１つ目の理由は、負極原板１２１では負極集電体１２１Ａの表面上に負極活物質が蒸着されているので、負極原板１２１における負極集電体１２１Ａと負極活物質層１２１Ｂとの接着強度が負極原板１１１における負極集電体１１１Ａと負極活物質層１１１Ｂとの接着強度よりも大きく、その結果、切断刃による引き伸ばしの作用が働き易いからである。２つ目の理由は、負極活物質層１２１Ｂの厚みが負極原板１１１における負極活物質層１１１Ｂの厚みよりも小さいからである。この切断ダレ２１Ｄの長さＬ３は、図２（ｂ）に示す長さＬ１よりも長く、３０μｍ以上であった。この理由としては、負極集電体１２１Ａの厚みが図２に示す負極集電体１０１Ａの厚みよりも大きいことが考えられる。
【００２５】
このようにして作製された２種類の負極１１，２１を用いて非水電解質二次電池をそれぞれ作製すると、充電時に内部短絡が発生した場合があった。内部短絡が発生した原因を特定するために内部短絡が発生した電池を分解すると、何れの電池においても切断ダレが電極群の外側へ向かって延びていることが分かった。この発見と、切断ダレは各負極の幅方向の両端において互いに同一方向（例えば負極の厚み方向上方）に延びているということ（図３（ｂ）及び図４（ｂ））とに基づいて、本願発明者らは本発明を完成させた。
【００２６】
ここで、負極原板の切断方法としては、ゲーベル方式又はギャング方式が知られている。ゲーベル方式では、負極原板を、外周が僅かに交差された２枚の丸刃の間に通して剪断させる。ギャング方式では、負極原板を、上刃と下刃との間を通過させて押し切る。
【００２７】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００２８】
《第１の実施形態》
まず、本発明の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成を簡単に説明する。図５は、本実施形態に係る非水電解質二次電池の分解斜視図である。図６は、本実施形態における電極群の断面図である。図７は、本実施形態に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【００２９】
本実施形態に係る非水電解質二次電池は、図５に示すように、扁平な電極群３１がラミネートフィルム３７及び３８からなる電池ケース内に収容されたものである。電極群３１の一方の端面からはアルミニウム製の正極リード３２及びニッケル製の負極リード３３が延びており、正極リード３２はテープ３５を介して電池ケースに熱溶着されており、負極リード３３はテープ３６を介して電池ケースに熱溶着されている。
【００３０】
電極群３１は、正極１０と負極２１とが多孔質絶縁層１２を介して捲回されて形成されている。負極２１の幅は、図６及び図７に示すように、正極１０の幅よりも大きいことが好ましい。負極２１の幅が正極１０の幅よりも大きければ、正極１０と負極２１とを幅方向において互いにずらすことなく電極群３１を作製できる。このような電極群３１では正極１０が負極２１に対向しているので、電池容量の低下を抑制できる。それだけでなく、負極２１の幅方向における端部が正極１０の幅方向における端部よりも外側に位置するので、切断ダレ２１Ｄの先端が多孔質絶縁層１２を貫通して正極１０に接触することを防止でき、従って、内部短絡の発生を防止できる。
【００３１】
正極１０は、正極集電体１０Ａと、正極合剤層１０Ｂ，１０Ｂとを有している。正極集電体１０Ａは、例えばアルミニウム箔である。各正極合剤層１０Ｂは、正極集電体１０Ａの表面上に設けられており、正極活物質（例えばリチウム複合酸化物）と結着剤と導電剤とを含んでいる。
【００３２】
負極２１は、負極集電体２１Ａと、負極活物質層２１Ｂ，２１Ｂとを有している。負極集電体２１Ａは、例えば銅箔である。負極集電体２１Ａの厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下であり、３０μｍ以上であれば好ましい。各負極活物質層２１Ｂは、負極集電体２１Ａの表面上に設けられており、負極活物質（珪素、錫、珪素化合物又は錫化合物）からなり、充電状態において数〜３０μｍの厚みを有している。本実施形態における負極活物質は黒鉛よりも多くのリチウムイオンを吸蔵することができるので、電池の高容量化を図ることができる。高容量化に伴い負極活物質の膨張率は大きくなるが、負極集電体２１Ａの厚みが２０μｍ以上であるので負極２１の強度を確保することができる。なお、負極集電体２１Ａの厚みが５０μｍ以下であるので、電極群３１を作製するときに負極２１を捲回させやすい。
【００３３】
このような負極２１は図４（ａ）に示す負極原板１２１を所定の幅に切断して作製されたものであるので、負極２１の幅方向（短手方向）における端部（切断端部２１ｂ）には切断ダレ２１Ｄが存在している。切断ダレ２１Ｄは、切断端部２１ｂにおいて、負極２１（つまり、負極集電体２１Ａ及び負極活物質層２１Ｂ）が厚み方向上方又は下方に伸びることにより形成されたものである。そのため、負極２１の切断端面２１ａは、負極２１の幅方向における中央部分よりも負極２１の厚み方向上方又は下方に位置しており、負極２１の厚み方向に対して傾いている。切断ダレ２１Ｄの長さＬ３は、３０μｍ以上であり、負極集電体２１Ａの厚みが大きくなれば大きくなるほど長くなる。このような切断ダレ２１Ｄは、図６に示すように電極群３１の径方向内側へ向かって延びており、図７に示すように電池ケースの内周面に沿って延びている。
【００３４】
本実施形態における切断ダレ２１Ｄをさらに説明するために、図４（ａ）、図４（ｂ）、図８（ａ）〜図９（ｂ）を参照しながら本実施形態における電極群３１の作製方法を説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における電極群３１の作製方法の一部分を工程順に説明する断面図である。図９（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における電極群３１の別の作製方法の一部分を工程順に説明する断面図である。
【００３５】
まず、負極集電体１２１Ａとして、厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下である銅箔を準備する。この負極集電体１２１Ａの両表面上に、珪素、錫又はこれらの化合物を蒸着させる。これにより、図４（ａ）に示す負極原板１２１が作製される（工程（ａ））。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示すように負極原板１２１を所定の幅に切断する（工程（ｂ））。
【００３７】
負極原板１２１を切断すると、切断端部２１ｂには切断ダレ２１Ｄが形成される。各負極２１に着目すると、切断ダレ２１Ｄ，２１Ｄは、負極２１の厚み方向において互いに同一向きに延びている。具体的には、図４（ｂ）の中央に位置する負極２１では、切断ダレ２１Ｄ，２１Ｄは共に負極２１の厚み方向下方へ向かって延びている。
【００３８】
一方、互いに隣り合う切断端部２１ｂ，２１ｂに着目すると、切断ダレ２１Ｄ，２１Ｄは、負極２１の厚み方向において互いに逆向きに延びている。例えば、図４（ｂ）の左に位置する負極２１の切断端部２１ｂでは負極２１が持ち上がるように変形するのに対し、図４（ｂ）の中央に位置する負極２１の切断端部２１ｂでは負極２１が垂れ下がるように変形する。つまり、作製された負極２１，２１，…には、図８（ａ）に示すように切断ダレ２１Ｄが厚み方向下方へ向かって延びる負極２１と、図９（ａ）に示すように切断ダレ２１Ｄが厚み方向上方へ向かって延びる負極２１とが存在する。
【００３９】
図８（ａ）に示す負極２１の場合、図８（ｂ）に示すように負極２１の上面及び下面に多孔質絶縁層１２，１２を設けた後、負極２１の下面上に多孔質絶縁層１２を挟んで正極１０を配置する。つまり、負極２１に対して切断端面２１ａと同じ側に正極１０を配置する。そして、負極２１が正極１０よりも径方向外側に位置するように正極１０、多孔質絶縁層１２，１２及び負極２１を捲回する（工程（ｃ））。これにより、図６に示すように、切断ダレ２１Ｄが径方向内側へ向かって延びるように電極群３１が作製される。
【００４０】
図９（ａ）に示す負極２１の場合、図９（ｂ）に示すように負極２１の上面及び下面に多孔質絶縁層１２，１２を設けた後、負極２１の上面上に多孔質絶縁層１２を挟んで正極１０を配置する。つまり、負極２１に対して切断端面２１ａと同じ側に正極１０を配置する。そして、負極２１が正極１０よりも径方向外側に位置するように正極１０、多孔質絶縁層１２，１２及び負極２１を捲回する（工程（ｃ））。これにより、図６に示すように、切断ダレ２１Ｄが径方向内側へ向かって延びるように電極群３１が作製される。
【００４１】
以下には、電極群３１において切断ダレ２１Ｄが延びる向きと内部短絡の発生との関係を示す。
【００４２】
非水電解質二次電池を充電すると、負極活物質が膨張するので、負極の変形を引き起こす。切断ダレが径方向外側へ向かって延びるように電極群を作製すると、負極活物質の膨張に起因する応力が電極群の径方向外側へ向かって発生する。しかし、電極群の径方向外側（電極群の外周面と電池ケースの内周面との間）には、それほど大きなスペースは存在していない。そのため、負極は、電極群の径方向外側へ向かって十分に変形することができず、多孔質絶縁層を潰すように変形する。これにより、内部短絡の発生を引き起こす。
【００４３】
一方、本実施形態における電極群３１では、上記応力は電極群３１の径方向内側へ向かって発生する。電極群３１の径方向内側には、捲回用棒（電極群を作製するときに正極と負極とを巻き付けるための棒）が設けられていたスペースが存在する。よって、負極２１は、電極群３１の径方向内側へ向かって十分に変形することができるので、多孔質絶縁層１２を潰すことなく変形する。従って、内部短絡の発生を抑制することができる。
【００４４】
それだけでなく、本実施形態に係る非水電解質二次電池では、切断ダレ２１Ｄは、電池ケースの内周面に沿って延びている。よって、電池ケースの外部から力が印加されても、切断ダレ２１Ｄが電池ケースに突き刺さることを防止できる。
【００４５】
以上をまとめると、本実施形態では、負極活物質は珪素、錫、珪素化合物又は錫化合物であり、負極集電体２１Ａの厚みは２０μｍ以上５０μｍ以下である。よって、高容量な電池を提供でき、また、充電時における負極２１の変形を抑制できる。さらに、切断ダレ２１Ｄは電極群３１の径方向内側へ向かって延びている。よって、本実施形態に係る非水電解質二次電池を充電しても、内部短絡が発生することを抑制できる。このように、本実施形態では、充電時の安全性が確保された高容量な電池を提供することができる。
【００４６】
以下には、本実施形態における正極１０、多孔質絶縁層１２及び電解質の一例を順に示す。なお、以下に示す具体例は、後述の第１及び第２の変形例においても言える。
【００４７】
−正極１０−
正極１０を構成する材料の一例を以下に列挙する。
【００４８】
正極集電体１０Ａには、複数の孔が形成されていても良い。正極集電体１０Ａの厚みは、１μｍ以上５００μｍ以下であれば好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であればさらに好ましい。これにより、正極１０の強度を保持しながら正極１０の軽量化を図ることができる。
【００４９】
正極活物質は、例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2又はＬｉＭｎＯ2等のリチウム複合酸化物であれば良く、疎水化処理等が施されたリチウム複合酸化物であっても良い。正極活物質の平均粒子径は５μｍ以上２０μｍ以下であれば良い。正極活物質の平均粒径が５μｍ未満であれば、正極活物質の表面積が増大するので、結着剤の量の増大を引き起こし、そのため、電池容量の低下を引き起こす場合がある。一方、正極活物質の平均粒径が２０μｍを超えると、正極合剤スラリーを正極集電体の表面上に塗工する際に塗工スジが発生する場合がある。
【００５０】
結着剤は、例えば、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ：poly vinylidene fluoride）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン又はアラミド樹脂であれば良い。結着剤としてＰＶＤＦ又はその誘導体を用いると、正極集電体１０Ａと各正極合剤層１０Ｂとの接着強度を確保することができるので、電池のサイクル特性及び放電性能の向上を図ることができる。
【００５１】
導電剤は、例えば天然黒鉛又は人造黒鉛等のグラファイト類であっても良いし、アセチレンブラック又はケッチェンブラック等のカーボンブラック類であっても良いし、炭素繊維又は金属繊維等の導電性繊維類等であっても良い。
【００５２】
このような正極１０は、次のようにして作製される。正極活物質と結着剤と導電剤とを含む正極合剤スラリーを調製した後、正極合剤スラリーを正極集電体の少なくとも一方の表面上に塗布してから乾燥させ、その後、正極活物質等が表面上に設けられた正極集電体を圧延する。このようにして正極原板が作製される。この正極原板を所定の幅に切断すれば、正極１０が得られる。なお、正極合剤スラリーにおける正極活物質、結着剤及び導電剤の含有量は適宜自由に設定すれば良い。例えば、正極合剤スラリーには、正極活物質１００容量部に対して１〜６容量部の結着剤が含まれていればよい。
【００５３】
−多孔質絶縁層１２−
多孔質絶縁層１２を構成する材料の一例を以下に列挙する。
【００５４】
多孔質絶縁層１２は、大きなイオン透過度を持ち、且つ、所定の機械的強度及び絶縁性を兼ね備えた微多孔薄膜、織布又は不織布等であればよい。多孔質絶縁層１２は、例えば、ポリプロピレン又はポリエチレン等のポリオレフィンからなることが好ましい。多孔質絶縁層１２の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であれば良く、１０μｍ以上４０μｍ以下であれば好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下であればさらに好ましい。多孔質絶縁層１２における空孔率は、３０％以上７０％以下であれば良い。
【００５５】
−電解質−
電解質の材料の一例を以下に列挙する。
【００５６】
電解質は、例えば、非水電解液、ゲル状の非水電解質又は固体の非水電解質である。
【００５７】
非水電解液は、リチウム塩等の電解質が非水溶媒に溶解されたものである。電解質は、例えばＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4又はＬｉＰＦ6等である。非水溶媒は、プロピレンカーボネート（ＰＣ；propylene carbonate）等の環状炭酸エステル、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ；diethyl carbonate）等の鎖状炭酸エステル又はγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ；gamma-butyrolactone）等の環状カルボン酸エステル等である。非水溶媒に対する電解質の溶解量は０．５ｍｏｌ／ｍ3以上２ｍｏｌ／ｍ3以下であることが好ましい。
【００５８】
ゲル状の非水電解質は、非水電解質が高分子材料で保持されたものである。高分子材料は、例えばポリフッ化ビニリデン又はポリアクリロニトリル等である。
【００５９】
固体の非水電解質は、高分子固体電解質を含む。
【００６０】
本実施形態は、以下に示す構成を有していても良い。
【００６１】
多孔質絶縁層の幅方向における両端は、図６では多孔質絶縁層の厚み方向に対して傾いているが、多孔質絶縁層の厚み方向に対して垂直に延びていても良い。しかし、多孔質絶縁層が負極の表面上に接着されている場合が多い。そのため、多孔質絶縁層の幅方向における両端は、多くの場合、多孔質絶縁層の厚み方向に対して傾いている。
【００６２】
負極集電体は、ニッケル箔であっても良い。負極集電体には、複数の孔が形成されていても良い。負極原板は、ゲーベル方式によって切断されても良いし、ギャング方式によって切断されても良い。これらのことは、以下の第１及び第２の変形例においても言える。
【００６３】
珪素化合物を負極活物質として使用した場合には、珪素化合物は、ＳｉＯx（但し０．０５＜ｘ＜１．９５）であっても良く、Ｓｉの一部がＢ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｗ、Ｚｎ、Ｃ、Ｎ及びＳｎからなる元素群から選択された少なくとも１種以上の元素で置換された珪素合金であっても良く、珪素固溶体であっても良い。錫化合物を負極活物質として使用した場合には、錫化合物は、Ｎｉ2Ｓｎ4、Ｍｇ2Ｓｎ、ＳｎＯx（但し０＜ｘ＜２）、ＳｎＯ2又はＳｎＳｉＯ3等であれば良い。負極活物質は、上記の材料のうちの１種を単独で用いても良いし、上記材料のうちの２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００６４】
負極は、以下の第１の変形例で示すように、負極集電体の表面上に黒鉛等が高密度に配置されたものであっても良い。
【００６５】
電極群は、後述の第２の変形例で示すように、多孔質絶縁層を介して正極と負極とが積層されたものであっても良い。
【００６６】
（第１の変形例）
第１の変形例では、負極活物質の材料を除いては上記第１の実施形態と同一の構成を有している。以下では、上記第１の実施形態とは相異なる部分を主に説明する。図１０は、本変形例に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【００６７】
本変形例における負極１１は、負極集電体１１Ａと、負極活物質層１１Ｂ，１１Ｂとを有している。各負極活物質層１１Ｂは、負極集電体１１Ａの表面上に設けられており、負極活物質（例えば黒鉛）と結着剤とを含んでいる。各負極活物質層１１Ｂにおける負極活物質及び結着剤の含有量は適宜設定すれば良いが、例えば各負極活物質層１１Ｂは１００重量部の黒鉛に対して３重量部以下の結着剤を含んでいることが好ましい。負極活物質層１１Ｂの密度は、放電状態において、１．５０ｇ／ｃｃ以上１．９０ｇ／ｃｃ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．６０ｇ／ｃｃ以上１．７５ｇ／ｃｃである。負極活物質層１１Ｂの密度が上記範囲の下限値よりも小さければ、負極活物質層内には非常に多くの隙間が存在するため、電池容量の低下を引き起こす場合がある。一方、負極活物質層１１Ｂの密度が上記範囲の上限値よりも大きければ、電解液が負極活物質等に浸みこみにくくなるため、電極反応が進みにくくなる場合がある。このように、本実施形態では、上記第１の実施形態と同じく高容量化を図ることができる。なお、負極集電体１１Ａの厚みは２０μｍ以上５０μｍ以下であり、各負極活物質層１１Ｂの厚みは１５０〜２００μｍである。
【００６８】
本変形例における負極１１は図３（ａ）に示す負極原板１１１を所定の幅に切断して作製されたものであるので、負極１１の幅方向における端部（切断端部１１ｂ）には切断ダレ１１Ｄが存在している。切断ダレ１１Ｄは、負極集電体１１Ａが切断端面１１ａから厚み方向上方又は下方へ向かって伸びることにより形成されたものである。そのため、切断ダレ１１Ｄの先端は、負極集電体１１Ａの幅方向における中央部分よりも負極集電体１１Ａの厚み方向上方又は下方に位置している。切断ダレ１１Ｄの長さＬ３は、３０μｍ以上であり、負極集電体１１Ａの厚みが大きくなれば大きくなるほど長くなる。このような切断ダレ１１Ｄは、図１０に示すように、電極群３１の径方向内側へ向かって延びており、電池ケースの内周面に沿って延びている。以下では、本変形例における切断ダレ１１Ｄをさらに説明するために、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しながら本変形例における電極群３１の作製方法を説明する。
【００６９】
まず、負極集電体１１１Ａとして、厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下である銅箔を準備する。また、負極活物質（炭素材料）と結着剤とを含む負極合剤ペーストを準備する。その後、負極合剤ペーストを、負極集電体１１１Ａの両表面上に塗布してから乾燥する。その後、負極活物質が表面上に接着された負極集電体を圧延する。これにより、図３（ａ）に示す負極原板１１１が得られる。
【００７０】
次に、図３（ｂ）に示すように負極原板１１１を所定の幅に切断する。
【００７１】
負極原板１１１を切断すると、切断端部１１ｂには切断ダレ１１Ｄが形成される。上記第１の実施形態で説明したように、切断ダレ１１Ｄ，１１Ｄは、各負極１１に着目すると負極１１の厚み方向において互いに同一向きに延びており、互いに隣り合う切断端部１１ｂ，１１ｂに着目すると負極１１の厚み方向において互いに逆向きに延びている。
【００７２】
このようにして作製された負極１１の両表面上に多孔質絶縁層１２，１２を配置する。その後、負極１１に対して切断ダレ１１Ｄと同じ側に正極１０を配置し、負極１１が正極１０よりも径方向外側に位置するように正極１０、負極１１及び多孔質絶縁層１２，１２を捲回する。これにより、本変形例における電極群３１が得られる。電極群３１を用いて非水電解質二次電池を作製すれば、上記第１の実施形態で説明したように充電時における内部短絡の発生を抑制できる。よって、本変形例では、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７３】
なお、本変形例における負極活物質は、例えば、各種天然黒鉛、コークス、黒鉛化途上炭素、炭素繊維、球状炭素、各種人造黒鉛又は非晶質炭素等であれば良い。
【００７４】
（第２の変形例）
第２の変形例では、電極群の構造を除いては上記第１の実施形態と同一の構成を有している。図１１は、本変形例に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【００７５】
本変形例における電極群４１では、正極１０と負極２１とが多孔質絶縁層１２を介して互いに積層されている。負極２１の幅方向における両端には切断ダレ２１Ｄが存在しており、各切断ダレ２１Ｄが電極群４１の厚み方向内側へ向かって延びるように負極２１，２１，…は配置されている。よって、本変形例では、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７６】
なお、上記第１の変形例における負極１１を用いて本変形例における電極群４１を作製しても良い。この場合も、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７７】
《その他の実施形態》
上記第１の実施形態、上記第１の変形例及び上記第２の変形例は、以下に示す構成を有していても良い。
【００７８】
切断ダレの構成は、負極活物質の材料だけでなく負極原板の切断条件にも依存する。そのため、上記第１の実施形態における切断ダレが負極集電体のみからなる場合もあれば、上記第１の変形例における切断ダレが負極集電体及び負極合剤層からなる場合もある。しかし、切断ダレは、その構成に関係なく、各負極の幅方向における両端において互いに同じ向きに延び、隣り合う切断端部では互いに逆向きに延びる。よって、切断ダレが径方向内側へ向かって延びるように電極群を作製すれば、又は、切断ダレが電極群の厚み方向内側へ向かって延びるように電極群を作製すれば、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７９】
切断ダレの形状は、図２〜図４及び図６〜図１１の形状に限定されない。
【００８０】
電池ケースは金属製であっても良い。しかし、電池ケースは、アルミラミネートフィルム又はステンレスラミネートフィルム等のラミネートフィルムからなることが好ましい。電池ケースがラミネートフィルムからなる場合、電極群を２枚のラミネートフィルムで挟んでから電解液を注入し、その後、真空引きをして２枚のラミネートフィルムを互いに溶着させる。このとき、切断ダレが電極群の径方向内側へ向かって延びているので、ラミネートフィルムは切断ダレに添う。そのため、真空引き中に切断ダレが電池ケースを破ることを防止できるので、製造歩留まりの低下を抑制できる。また、真空引き中に切断ダレが曲がることを防止できるので、曲がった切断ダレが対極（正極）に接触することを防止できる。よって、内部短絡の発生を防止できる。
【００８１】
電池ケースがラミネートフィルムからなる場合、正極リード及び負極リードを各集電体のうち電極群の最内周部分となる位置に溶接することが好ましい。これにより、ラミネート溶着の信頼性を高めることができる。なお、各集電体のうちリードが接続される部分を露出する方法としては、集電体のうちリードが接続される部分に珪素、錫若しくはこれらの化合物又は合剤ペーストを設けない方法（ダイコーターを用いた方法）であっても良く、集電体の表面全体に珪素、錫若しくはこれらの化合物又は合剤ペーストを設けてから該当部分の珪素等を剥離する方法であっても良い。
【００８２】
負極の幅は、正極の幅と同一であっても良い。しかし、負極の幅が正極の幅よりも大きければ、電池容量の低下及び内部短絡の発生を防止できる。よって、負極の幅が正極の幅よりも大きいことが好ましい。
【００８３】
角形電池に限定されないことは言うまでもない。円筒型電池であっても良い。
【実施例】
【００８４】
本発明の実施例を以下に示す。【００８５】
＜実施例１＞
実施例１では、電池１〜５を作製し、初期の放電容量を測定するとともに短絡の発生有無を調べた。【００８６】
１．実験方法
−電池の製造方法−
電池１の製造方法を以下に詳細に説明する。【００８７】
（電池１）
（正極の作製）
まず、平均粒子径が１０μｍのＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2（正極活物質）を準備した。【００８８】
次に、ＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2と、アセチレンブラック（導電剤）と、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ，結着剤）を溶解させた溶液とを混合して、正極合剤スラリーを得た。このとき、ＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2とアセチレンブラックとポリフッ化ビニリデンとが体積比で１００：４．５：４．７となるように調製した。【００８９】
続いて、正極合剤スラリーを、厚さ１５μｍのアルミニウム箔（正極集電体）の両表面に塗布してから乾燥させた。その後、両表面上に正極活物質、導電剤及び結着剤が設けられた正極集電体を圧延して、厚さが０．１８５ｍｍの正極原板を得た。この正極原板を幅５７ｍｍ及び長さ４５４ｍｍに裁断して、厚さ０．１８５ｍｍ、幅５７ｍｍ及び長さ４５４ｍｍの正極を得た。【００９０】
本実施例では、ゲーベル方式のスリット装置を用いて正極原板を裁断した。正極の切断面を観察したところ、切断面にはダレが発生しておらず、切断面は正極の厚み方向に対して略平行に延びていた。【００９１】
（負極の作製）
まず、鱗片状人造黒鉛を粉砕してから分級し、平均粒子径が約２０μｍの人造黒鉛を負極活物質とした。【００９２】
次に、その負極活物質１００質量部に、３質量部のスチレンブタジエンゴム（結着剤）とカルボキシメチルセルロースを１重量％含む水溶液１００重量部とを加えて混合し、負極合剤スラリーを得た。【００９３】
続いて、負極合剤スラリーを、厚さ２０μｍの銅箔（負極集電体）の両表面に塗布してから乾燥させた。その後、両面上に負極活物質及び結着剤が設けられた負極集電体を圧延して、厚さが０．２３０ｍｍの負極原板を得た。この負極原板に窒素雰囲気中において１９０℃の下で８時間熱風をあてることにより、負極原板に対して熱処理を施した。その後、負極原板を幅５８．５ｍｍ及び長さ５８３ｍｍに裁断して、厚さ０．２３０ｍｍ、幅５８．５ｍｍ及び長さ５８３ｍｍの負極を得た。【００９４】
本実施例では、ゲーベル方式のスリット装置を用いて負極原板を裁断した。負極の切断面を観察したところ、切断端部には図４（ｂ）に示す切断ダレが発生していた。また、この切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同じ方向に延びていた。【００９５】
（非水電解液の調製）
体積比が１：３となるようにエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを混合して、混合溶媒（非水溶媒）を作製した。この混合溶媒に、５ｗｔ％のビニレンカーボネート（電池の充放電効率を高めるための添加剤）を添加し、また、非水溶媒に対するモル濃度が１．４ｍｏｌ／ｄｍ3となるようにＬｉＰＦ6（電解質）を溶解した。これにより、非水電解液を得た。【００９６】
（角型アルミラミネート電池の作製）
まず、超音波溶接法により正極集電体にアルミニウム製の正極リード（幅６ｍｍ）を接続し、抵抗溶接法により負極集電体にニッケル製の負極リード（幅４ｍｍ）を接続した。このとき、捲回したときに電極群の最内周に配置される部分にリードを接続した。その後、幅８ｍｍのポリプロピレン製の粘着テープを用いて正極リードを保護及び絶縁し、ポリエチレン製の粘着テープを用いて負極リードを保護及び絶縁した。【００９７】
次に、切断ダレの先端が正極側に配置されるように正極と負極とを配置し、正極と負極との間にポリエチレン製のセパレータを配置した。その後、負極が正極よりも径方向外側に位置するように、正極、負極及びセパレータを捲回した。その後、正極リード及び負極リードのそれぞれのうちアルミラミネートフィルムに接する部分に、ポリプロピレン製の熱溶着テープを設けた。【００９８】
続いて、２枚のアルミラミネートフィルムを互いに重ね、各アルミラミネートフィルムの４辺のうちの３辺において互いに溶接した。このように１辺のみが開放された袋状の電池ケース内に電極群を収容した。その後、減圧方式により、電池ケース内に非水電解液を注液した。それから、減圧しながら電池ケースの開口部分を熱溶着することにより、電池を作成した。この電池を電池１と称する。【００９９】
（電池２）
負極の切断ダレが電極群の径方向外側へ向かって延びるように負極を配置して電極群を作製したこと以外は電池１と同様にして、電池２を作製した。【０１００】
（電池３）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更した（負極の幅を正極の幅と同一にした）こと以外は電池１と同様にして、電池３を作製した。【０１０１】
（電池４）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更したこと以外は電池２と同様にして、電池４を作製した。【０１０２】
（電池５）
ギャング方式のスリット装置を用いて負極原板を切断したこと以外は電池１と同様にして、電池５を作製した。なお、電池５の負極の切断面を観察したところ、切断端部には図３（ｂ）に示す切断ダレが発生していた。また、この切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同じ方向に延びていた。【０１０３】
このようにして作製された電池１〜５に対して、初期の放電容量を測定し、短絡発生の有無を調べた。【０１０４】
−初期の放電容量の測定方法−
電池１〜５を、２５℃の環境下、１．４Ａの定電流で電圧が４．２Ｖに至るまで充電し、４．２Ｖの定電圧で電流が５０ｍＡになるまで充電した後、０．５６Ａの定電流で電圧が２．５Ｖに至るまで放電し、その後、容量を測定した。結果を図１２に記す。【０１０５】
−短絡発生の有無を調べる方法−
以下に示すサイクル試験及び保存試験を順に行った後、短絡の発生有無を調べた。【０１０６】
（サイクル試験）
電池１〜５を、４５℃の環境下、１．４Ａの定電流で電圧が４．２Ｖに至るまで充電し、４．２Ｖの定電圧で電流が５０ｍＡになるまで充電した後、２．８Ａの定電流で電圧が２．５Ｖに至るまで放電した。この一連の作業を２０回繰り返した。【０１０７】
（保存試験）
上記サイクル試験を行った電池を、４５℃環境下、１．４Ａの定電流で電圧が４．２Ｖに至るまで充電し、４．２Ｖの定電圧で電流が５０ｍＡになるまで充電した後、６０℃環境下で２週間保存した。【０１０８】
その後、電池の電圧を測定し、測定された電圧が４．１０Ｖ未満か否かを調べた。そして、測定された電圧が４．１０Ｖ未満の電池では短絡が発生していると見なし、その個数を数えた。結果を図１２に記す。【０１０９】
＜実施例２＞
実施例２では、電池６〜９を作製し、初期の放電容量を測定するとともに短絡の発生有無を調べた。実施例２では、負極活物質としてシリコンを用いた。そのため、実施例１と実施例２とでは、正極の大きさ及び負極の作製方法等が互いに異なる。以下では、実施例１とは相異なる部分を示す。【０１１０】
（電池６）
（正極の作製）
電池１と同様にして正極を作製した。なお、正極の大きさを、厚さ０．１８５ｍｍ、幅５７ｍｍ及び長さ２９３ｍｍとした。【０１１１】
（負極の作製）
まず、負極集電体として、電解メッキにより両表面が粗化された銅箔（厚み３８μｍ）を準備した。【０１１２】
次に、真空チャンバー内の黒鉛るつぼの中にシリコン（純度９９．８％）を配置し、黒鉛るつぼの真上に負極集電体を配置した。その後、電子ビームにより、黒鉛るつぼ内のシリコンを溶解且つ蒸発させた。これにより、負極集電体の表面上にシリコンが蒸着された。負極集電体の各表面におけるシリコン膜の厚みが８μｍとなるまで、シリコンを蒸着させた。このようにして負極原板を作製した。【０１１３】
それから、負極原板を幅５８．５ｍｍ及び長さ３８０ｍｍに裁断した。これにより、厚さ０．０５４ｍｍ、幅５８．５ｍｍ及び長さ３８０ｍｍの負極を得た。【０１１４】
本実施例では、ゲーベル方式のスリット装置を用いて負極原板を切断した。切断面を観察したところ、切断端部には図４（ｂ）に示す切断ダレが発生していた。また、この切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同じ方向に延びていた。【０１１５】
（電池７）
負極の切断ダレが電極群の径方向外側へ向かって延びるように負極を配置して電極群を作製したこと以外は電池６と同様にして、電池７を作製した。【０１１６】
（電池８）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更した（負極の幅を正極の幅と同一にした）こと以外は電池６と同様にして、電池８を作製した。【０１１７】
（電池９）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更したこと以外は電池７と同様にして、電池９を作製した。【０１１８】
このようにして作製された電池６〜９に対して、初期の放電容量を測定し、短絡発生の有無を調べた。初期の放電容量の測定方法及び短絡発生の有無を確認する方法は実施例１において説明した通りである。【０１１９】
２．考察
実施例１の結果を図１２に示し、実施例２の結果を図１３に示す。【０１２０】
まず、初期の放電容量について考察する。【０１２１】
初期の放電容量は、実施例１では、電池３及び４が電池１、２及び５よりも小さく、実施例２では、電池８及び９が電池６及び７よりも小さかった。その理由は、電池３、４、８及び９では、正極の幅と負極の幅とが互いに同一であったからである，と考えている。つまり、正極の幅と負極の幅とが互いに同一であれば、正極と負極とが幅方向において互いにずれた状態で電極群が作製される場合があるので、作製された電極群には正極と負極とが互いに対向していない箇所が存在する。正極と負極とが互いに対向していない箇所では、正極活物質と負極活物質との間においてリチウムの授受が起こりにくいため、初期の放電容量の低下（電池容量の低下）を引き起こす。【０１２２】
次に、短絡発生の有無について考察する。【０１２３】
実施例１における電池２では、２個の電池において短絡が発生していた。短絡が発生した電池を分解して解析したところ、どちらの電池においても負極の変形に起因する電極群の変形が発生しており、電極群の変形が大きかったところでは負極がセパレータを押しのけて正極と接触していた。その理由は、電池２では、切断ダレが電極群の径方向外側に向かって延びているからであると考えている。【０１２４】
実施例１における電池３及び４では、短絡が発生した電池の数が電池２に比べて多かった。電池３及び４のうち短絡が発生した電池を分解したところ、切断ダレがセパレータを突き破って正極と接触していた。この理由としては、上述の巻きズレ（正極と負極とが互いにずれた状態で電極群が作製されること）を考えている。【０１２５】
電池１と電池５とでは、切断ダレの形状及び構成は互いに異なっていたが、短絡発生を抑えることができた。【０１２６】
実施例２の負極活物質は、実施例１の負極活物質よりも多くのリチウムイオンを吸蔵することができる。そのため、負極活物質の膨張に起因する応力は、実施例１よりも大きくなる。その場合であっても、電池６のように切断ダレが電極群の径方向内側へ向かって延びていれば、短絡の発生を抑制することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上説明したように、本発明は、例えば高エネルギー密度化された民生機器用電源、自動車搭載用電源、又は大型工具用電源等に有用である。
【符号の説明】
【０１２８】
10                   正極
11,21                負極
11A,21A,111A,121A    負極集電体
11B,21B,111B,121B    負極活物質層
11D,21D              切断ダレ
11a,21a              切断端面
11b,21b              切断端部
12                   多孔質絶縁層
111,121              負極原板
【図２】
2011016243.tif 000003
【図３】
2011016243.tif 000004
【図４】
2011016243.tif 000005
【図５】
2011016243.tif 000006
【図６】
2011016243.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011016243.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年11月2日(2010.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質二次電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の点から自動車に二次電池を搭載することが要望されており、また、大型工具用の電源を直流化することが要望されている。このような要望を満たすためには、急速充電及び大電流放電が可能な小型且つ軽量な二次電池が要求されており、この要求を満たす二次電池としては非水電解質二次電池（以下、単に「電池」と記す場合もある）を挙げることができる。このような非水電解質二次電池は、一般的に、以下に示す構造を備えている。
【０００３】
非水電解質二次電池は、電極群及び電解液が金属製の電池ケース内に設けられたものである。電極群は正極と負極と多孔質絶縁層とを有しており、正極は正極活物質が正極集電体の表面上に設けられたものであり、負極は負極活物質が負極集電体の表面上に設けられたものであり、多孔質絶縁層は正極と負極との間に設けられ正極と負極とが短絡を起こすことを防止する。正極活物質は、リチウムイオンと可逆的に電気化学反応し、例えばリチウムコバルト複合酸化物である。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能であり、例えば炭素である。電解液は、非プロトン性の有機溶媒にリチウム塩（例えばＬｉＣｌＯ4又はＬｉＰＦ6）が溶解されたものである。なお、金属製の電池ケースの代わりに、アルミラミネートフィルムからなる電池ケースが用いられる場合がある。
【０００４】
このような非水電解質二次電池には、高容量化が要求されている。電池の高容量化を実現させる方法としては、集電体の表面上に活物質を高密度に配置する方法、又は、負極活物質として黒鉛よりも多くのリチウムを吸蔵可能な材料（珪素、珪素化合物、錫又は錫化合物）を選択するという方法が提案されている。しかし、電池の高容量化を実現させると、充放電により負極活物質が大きく膨張及び収縮するので、負極が大きく変形する。そのため、電極群が変形する等の不具合が発生しやすくなる。この不具合を解消するために、負極集電体の厚みを厚くする又は負極集電体の強度を強くする等が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
負極集電体の厚みを大きくすると、内部短絡の発生を引き起こす場合があることが分かった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内部短絡が発生しにくい非水電解質二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非水電解質二次電池は、正極、負極及び多孔質絶縁層を有する電極群を備えている。負極は、負極集電体と負極活物質層とを有している。負極集電体は２０μｍ以上５０μｍ以下の厚みを有しており、負極活物質層は負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられている。負極は負極原板が所定の幅に切断されて作製されたものであり、負極の切断端部には切断ダレが存在している。切断ダレは、負極集電体が負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成されたものであり、電極群の内側へ向かって延びている。
【０００９】
このような非水電解質二次電池を充電すると、負極は電極群の内側へ向かって変形する。よって、負極の変形に起因する多孔質絶縁層の潰れを防止することができる。
【００１０】
なお、「負極活物質層」は、本明細書では、負極活物質が炭素材料である場合にはその負極活物質と結着剤とを含み、負極活物質が珪素、錫又はこれらの化合物である場合にはその負極活物質からなる。
【００１１】
正極と負極とが多孔質絶縁層を介して捲回されて形成された電極群では、切断ダレは電極群の径方向内側へ向かって延びている。正極と負極とが多孔質絶縁層を介して積層されて形成された電極群では、切断ダレは電極群の厚み方向内側へ向かって延びている。
【００１２】
負極の幅は正極の幅よりも広いことが好ましい。これにより、正極の幅方向における端部は、負極の幅方向における端部よりも幅方向内側に位置する。よって、電池の容量低下を防止することができる。それだけでなく、負極の幅方向における端部が多孔質絶縁層を貫通して正極に接触することを防止できる。
【００１３】
負極活物質は、珪素、珪素化合物、錫、又は、錫化合物であることが好ましい。
【００１４】
切断ダレは、負極集電体だけが伸びて形成される場合もあれば、負極集電体及び負極活物質層が伸びて形成される場合もある。
【００１５】
本発明の非水電解質二次電池の製造方法では、まず、負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられた負極原板を準備し、次に、負極原板を所定の幅に切断して複数の負極を作製し、続いて、正極と１つの負極との間に多孔質絶縁層を配置して電極群を作製する。負極集電体の厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下である。負極を作製する工程では、各負極の切断端部には、負極集電体が負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成された切断ダレが形成され、切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同一方向に延びている一方、互いに隣り合う切断端部では互いに逆向きに延びている。電極群を作製する工程では、切断ダレが内側へ向かって延びるように電極群を作製する。
【００１６】
本発明の非水電解質二次電池の製造方法では、切断ダレが径方向内側に向かって延びるように、多孔質絶縁層を介して正極と負極とを捲回しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、内部短絡の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、負極原板を切断して作製された負極の顕微鏡写真図である
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、別の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、また別の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態における電極群の断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【図８】図８は、（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態における電極群の製造方法の一部分を工程順に示す断面図である。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態における電極群の別の製造方法の一部分を工程順に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態の変形例における非水電解質二次電池の横断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態の別の変形例における非水電解質二次電池の横断面図である。
【図１２】図１２は、実施例１の結果をまとめた表である。
【図１３】図１３は、実施例２の結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態を説明する前に、本願発明を完成させるに至った経緯を説明する。図１は、負極原板を切断して作製された負極の顕微鏡写真図である。図２は、負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００２０】
非水電解質二次電池の正極及び負極は、それぞれ、正極原板及び負極原板を所定の幅に切断することにより作製される。正極集電体としては例えばアルミニウムが用いられ、正極活物質としては主としてリチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウムと遷移金属との複合酸化物は、多くの場合、非常に硬い。そのため、正極原板を切断すると、正極活物質が切断刃を研磨する。よって、正極の切断面は、多くの場合、凹凸の少ない平坦な面となる。一方、負極集電体としては銅又はニッケルが用いられ、負極活物質としては黒鉛等の炭素材料又はケイ素若しくはスズ等を含む化合物が用いられる。負極活物質は正極活物質よりも柔らかいので、負極原板を切断すると切断刃により負極又は負極集電体が引き伸ばされる（以下では単に「切断刃による引き伸ばしの作用が働く」と記す。）その結果、切断ダレが形成される場合がある。切断ダレは、負極原板を切断したときに、負極の切断端部Ｓにおいて負極集電体又は負極集電体及び負極活物質層が負極の厚み方向上方又は下方に伸びることにより形成されたものである。
【００２１】
例えば、図２（ａ）に示す負極原板１０１（負極集電体１０１Ａは厚みが１０μｍ未満（例えば８μｍ）の銅箔であり、負極活物質層１０１Ｂは黒鉛を負極活物質として含んでいる）を所定の幅に切断する。すると、図２（ｂ）に示すように、負極集電体１Ａの両表面上に負極活物質層１Ｂ，１Ｂを有する負極１が形成される。このとき、切断ダレ１Ｄが切断端部１ｂに形成される。この切断ダレ１Ｄは、負極集電体１Ａが切断端面１ａから負極１の厚み方向上方又は下方に伸びて形成されたものである。この切断ダレ１Ｄの長さ（本明細書において、切断ダレの長さは、切断ダレの先端と負極集電体との最短距離である。）Ｌ１は、それほど長くなく、１０μｍ未満である。そのため、切断ダレ１Ｄが多孔質絶縁層（不図示）を貫いて正極（不図示）に接触する虞は極めて低いと考えられる。よって、この場合、切断ダレ１Ｄの存在を無視して非水電解質二次電池を作製しても、その安全性の低下を抑制することができる。
【００２２】
ところで、昨今、非水電解質二次電池には高容量化が要求されている。高容量化が実現すれば、充電時における負極活物質の膨張率は大きくなるので、負極は大きく変形する。そのため、負極集電体の厚みを大きくして負極の強度を確保することが提案されている。そこで、本願発明者らは、以下に示す２つの負極の作製を試みた。図３は、１つ目の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。図４は、２つ目の負極の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００２３】
１つ目の負極１１は、図３（ａ）に示す負極原板１１１を所定の幅に切断して作製された。負極集電体１１１Ａの厚みは約３０μｍであり、負極活物質層１１１Ｂでは黒鉛が高密度に充填されている。この負極原板１１１を所定の幅に切断すると、負極集電体１１Ａが切断端面１１ａから負極１１の厚み方向上方又は下方へ向かって伸び（負極活物質層１１Ｂは伸びなかった）、このようにして切断ダレ１１Ｄ（図３（ｂ）に示す網掛け部分）が負極１１の切断端部１１ｂに形成された。そして、切断ダレ１１Ｄの長さＬ２は、図２（ｂ）に示す長さＬ１よりも長く、３０μｍ以上であった。このように長さＬ２が図２（ｂ）に示す長さＬ１よりも長い理由としては次に示すことが考えられる。つまり、負極活物質層１１１Ｂでは黒鉛が高密度に充填されており、且つ、負極集電体１１１Ａの厚みが負極原板１０１における負極集電体１０１Ａの厚みよりも大きいため、切断刃による引き伸ばしの作用が働き易いからである。
【００２４】
２つ目の負極２１は、図４（ａ）に示す負極原板１２１を所定の幅に切断して作製された。負極集電体１２１Ａの厚みは約３０μｍであり、負極活物質層１２１Ｂは珪素、錫又はこれらの化合物が負極集電体１２１Ａの両表面上に蒸着されたものである。この負極原板１２１を所定の幅に切断すると、負極２１が切断端部２１ｂにおいてその厚み方向上方又は下方へ伸び、このようにして切断ダレ２１Ｄ（図４（ｂ）に示す網掛け部分）が形成された。このように負極集電体２１Ａだけでなく負極活物質層２１Ｂも伸びた理由としては次の２つが考えられる。１つ目の理由は、負極原板１２１では負極集電体１２１Ａの表面上に負極活物質が蒸着されているので、負極原板１２１における負極集電体１２１Ａと負極活物質層１２１Ｂとの接着強度が負極原板１１１における負極集電体１１１Ａと負極活物質層１１１Ｂとの接着強度よりも大きく、その結果、切断刃による引き伸ばしの作用が働き易いからである。２つ目の理由は、負極活物質層１２１Ｂの厚みが負極原板１１１における負極活物質層１１１Ｂの厚みよりも小さいからである。この切断ダレ２１Ｄの長さＬ３は、図２（ｂ）に示す長さＬ１よりも長く、３０μｍ以上であった。この理由としては、負極集電体１２１Ａの厚みが図２に示す負極集電体１０１Ａの厚みよりも大きいことが考えられる。
【００２５】
このようにして作製された２種類の負極１１，２１を用いて非水電解質二次電池をそれぞれ作製すると、充電時に内部短絡が発生した場合があった。内部短絡が発生した原因を特定するために内部短絡が発生した電池を分解すると、何れの電池においても切断ダレが電極群の外側へ向かって延びていることが分かった。この発見と、切断ダレは各負極の幅方向の両端において互いに同一方向（例えば負極の厚み方向上方）に延びているということ（図３（ｂ）及び図４（ｂ））とに基づいて、本願発明者らは本発明を完成させた。
【００２６】
ここで、負極原板の切断方法としては、ゲーベル方式又はギャング方式が知られている。ゲーベル方式では、負極原板を、外周が僅かに交差された２枚の丸刃の間に通して剪断させる。ギャング方式では、負極原板を、上刃と下刃との間を通過させて押し切る。
【００２７】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００２８】
《第１の実施形態》
まず、本発明の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成を簡単に説明する。図５は、本実施形態に係る非水電解質二次電池の分解斜視図である。図６は、本実施形態における電極群の断面図である。図７は、本実施形態に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【００２９】
本実施形態に係る非水電解質二次電池は、図５に示すように、扁平な電極群３１がラミネートフィルム３７及び３８からなる電池ケース内に収容されたものである。電極群３１の一方の端面からはアルミニウム製の正極リード３２及びニッケル製の負極リード３３が延びており、正極リード３２はテープ３５を介して電池ケースに熱溶着されており、負極リード３３はテープ３６を介して電池ケースに熱溶着されている。
【００３０】
電極群３１は、正極１０と負極２１とが多孔質絶縁層１２を介して捲回されて形成されている。負極２１の幅は、図６及び図７に示すように、正極１０の幅よりも大きいことが好ましい。負極２１の幅が正極１０の幅よりも大きければ、正極１０と負極２１とを幅方向において互いにずらすことなく電極群３１を作製できる。このような電極群３１では正極１０が負極２１に対向しているので、電池容量の低下を抑制できる。それだけでなく、負極２１の幅方向における端部が正極１０の幅方向における端部よりも外側に位置するので、切断ダレ２１Ｄの先端が多孔質絶縁層１２を貫通して正極１０に接触することを防止でき、従って、内部短絡の発生を防止できる。
【００３１】
正極１０は、正極集電体１０Ａと、正極合剤層１０Ｂ，１０Ｂとを有している。正極集電体１０Ａは、例えばアルミニウム箔である。各正極合剤層１０Ｂは、正極集電体１０Ａの表面上に設けられており、正極活物質（例えばリチウム複合酸化物）と結着剤と導電剤とを含んでいる。
【００３２】
負極２１は、負極集電体２１Ａと、負極活物質層２１Ｂ，２１Ｂとを有している。負極集電体２１Ａは、例えば銅箔である。負極集電体２１Ａの厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下であり、３０μｍ以上であれば好ましい。各負極活物質層２１Ｂは、負極集電体２１Ａの表面上に設けられており、負極活物質（珪素、錫、珪素化合物又は錫化合物）からなり、充電状態において数〜３０μｍの厚みを有している。本実施形態における負極活物質は黒鉛よりも多くのリチウムイオンを吸蔵することができるので、電池の高容量化を図ることができる。高容量化に伴い負極活物質の膨張率は大きくなるが、負極集電体２１Ａの厚みが２０μｍ以上であるので負極２１の強度を確保することができる。なお、負極集電体２１Ａの厚みが５０μｍ以下であるので、電極群３１を作製するときに負極２１を捲回させやすい。
【００３３】
このような負極２１は図４（ａ）に示す負極原板１２１を所定の幅に切断して作製されたものであるので、負極２１の幅方向（短手方向）における端部（切断端部２１ｂ）には切断ダレ２１Ｄが存在している。切断ダレ２１Ｄは、切断端部２１ｂにおいて、負極２１（つまり、負極集電体２１Ａ及び負極活物質層２１Ｂ）が厚み方向上方又は下方に伸びることにより形成されたものである。そのため、負極２１の切断端面２１ａは、負極２１の幅方向における中央部分よりも負極２１の厚み方向上方又は下方に位置しており、負極２１の厚み方向に対して傾いている。切断ダレ２１Ｄの長さＬ３は、３０μｍ以上であり、負極集電体２１Ａの厚みが大きくなれば大きくなるほど長くなる。このような切断ダレ２１Ｄは、図６に示すように電極群３１の径方向内側へ向かって延びており、図７に示すように電池ケースの内周面に沿って延びている。
【００３４】
本実施形態における切断ダレ２１Ｄをさらに説明するために、図４（ａ）、図４（ｂ）、図８（ａ）〜図９（ｂ）を参照しながら本実施形態における電極群３１の作製方法を説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における電極群３１の作製方法の一部分を工程順に説明する断面図である。図９（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における電極群３１の別の作製方法の一部分を工程順に説明する断面図である。
【００３５】
まず、負極集電体１２１Ａとして、厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下である銅箔を準備する。この負極集電体１２１Ａの両表面上に、珪素、錫又はこれらの化合物を蒸着させる。これにより、図４（ａ）に示す負極原板１２１が作製される（工程（ａ））。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示すように負極原板１２１を所定の幅に切断する（工程（ｂ））。
【００３７】
負極原板１２１を切断すると、切断端部２１ｂには切断ダレ２１Ｄが形成される。各負極２１に着目すると、切断ダレ２１Ｄ，２１Ｄは、負極２１の厚み方向において互いに同一向きに延びている。具体的には、図４（ｂ）の中央に位置する負極２１では、切断ダレ２１Ｄ，２１Ｄは共に負極２１の厚み方向下方へ向かって延びている。
【００３８】
一方、互いに隣り合う切断端部２１ｂ，２１ｂに着目すると、切断ダレ２１Ｄ，２１Ｄは、負極２１の厚み方向において互いに逆向きに延びている。例えば、図４（ｂ）の左に位置する負極２１の切断端部２１ｂでは負極２１が持ち上がるように変形するのに対し、図４（ｂ）の中央に位置する負極２１の切断端部２１ｂでは負極２１が垂れ下がるように変形する。つまり、作製された負極２１，２１，…には、図８（ａ）に示すように切断ダレ２１Ｄが厚み方向下方へ向かって延びる負極２１と、図９（ａ）に示すように切断ダレ２１Ｄが厚み方向上方へ向かって延びる負極２１とが存在する。
【００３９】
図８（ａ）に示す負極２１の場合、図８（ｂ）に示すように負極２１の上面及び下面に多孔質絶縁層１２，１２を設けた後、負極２１の下面上に多孔質絶縁層１２を挟んで正極１０を配置する。つまり、負極２１に対して切断端面２１ａと同じ側に正極１０を配置する。そして、負極２１が正極１０よりも径方向外側に位置するように正極１０、多孔質絶縁層１２，１２及び負極２１を捲回する（工程（ｃ））。これにより、図６に示すように、切断ダレ２１Ｄが径方向内側へ向かって延びるように電極群３１が作製される。
【００４０】
図９（ａ）に示す負極２１の場合、図９（ｂ）に示すように負極２１の上面及び下面に多孔質絶縁層１２，１２を設けた後、負極２１の上面上に多孔質絶縁層１２を挟んで正極１０を配置する。つまり、負極２１に対して切断端面２１ａと同じ側に正極１０を配置する。そして、負極２１が正極１０よりも径方向外側に位置するように正極１０、多孔質絶縁層１２，１２及び負極２１を捲回する（工程（ｃ））。これにより、図６に示すように、切断ダレ２１Ｄが径方向内側へ向かって延びるように電極群３１が作製される。
【００４１】
以下には、電極群３１において切断ダレ２１Ｄが延びる向きと内部短絡の発生との関係を示す。
【００４２】
非水電解質二次電池を充電すると、負極活物質が膨張するので、負極の変形を引き起こす。切断ダレが径方向外側へ向かって延びるように電極群を作製すると、負極活物質の膨張に起因する応力が電極群の径方向外側へ向かって発生する。しかし、電極群の径方向外側（電極群の外周面と電池ケースの内周面との間）には、それほど大きなスペースは存在していない。そのため、負極は、電極群の径方向外側へ向かって十分に変形することができず、多孔質絶縁層を潰すように変形する。これにより、内部短絡の発生を引き起こす。
【００４３】
一方、本実施形態における電極群３１では、上記応力は電極群３１の径方向内側へ向かって発生する。電極群３１の径方向内側には、捲回用棒（電極群を作製するときに正極と負極とを巻き付けるための棒）が設けられていたスペースが存在する。よって、負極２１は、電極群３１の径方向内側へ向かって十分に変形することができるので、多孔質絶縁層１２を潰すことなく変形する。従って、内部短絡の発生を抑制することができる。
【００４４】
それだけでなく、本実施形態に係る非水電解質二次電池では、切断ダレ２１Ｄは、電池ケースの内周面に沿って延びている。よって、電池ケースの外部から力が印加されても、切断ダレ２１Ｄが電池ケースに突き刺さることを防止できる。
【００４５】
以上をまとめると、本実施形態では、負極活物質は珪素、錫、珪素化合物又は錫化合物であり、負極集電体２１Ａの厚みは２０μｍ以上５０μｍ以下である。よって、高容量な電池を提供でき、また、充電時における負極２１の変形を抑制できる。さらに、切断ダレ２１Ｄは電極群３１の径方向内側へ向かって延びている。よって、本実施形態に係る非水電解質二次電池を充電しても、内部短絡が発生することを抑制できる。このように、本実施形態では、充電時の安全性が確保された高容量な電池を提供することができる。
【００４６】
以下には、本実施形態における正極１０、多孔質絶縁層１２及び電解質の一例を順に示す。なお、以下に示す具体例は、後述の第１及び第２の変形例においても言える。
【００４７】
−正極１０−
正極１０を構成する材料の一例を以下に列挙する。
【００４８】
正極集電体１０Ａには、複数の孔が形成されていても良い。正極集電体１０Ａの厚みは、１μｍ以上５００μｍ以下であれば好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であればさらに好ましい。これにより、正極１０の強度を保持しながら正極１０の軽量化を図ることができる。
【００４９】
正極活物質は、例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2又はＬｉＭｎＯ2等のリチウム複合酸化物であれば良く、疎水化処理等が施されたリチウム複合酸化物であっても良い。正極活物質の平均粒子径は５μｍ以上２０μｍ以下であれば良い。正極活物質の平均粒径が５μｍ未満であれば、正極活物質の表面積が増大するので、結着剤の量の増大を引き起こし、そのため、電池容量の低下を引き起こす場合がある。一方、正極活物質の平均粒径が２０μｍを超えると、正極合剤スラリーを正極集電体の表面上に塗工する際に塗工スジが発生する場合がある。
【００５０】
結着剤は、例えば、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ：poly vinylidene fluoride）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン又はアラミド樹脂であれば良い。結着剤としてＰＶＤＦ又はその誘導体を用いると、正極集電体１０Ａと各正極合剤層１０Ｂとの接着強度を確保することができるので、電池のサイクル特性及び放電性能の向上を図ることができる。
【００５１】
導電剤は、例えば天然黒鉛又は人造黒鉛等のグラファイト類であっても良いし、アセチレンブラック又はケッチェンブラック等のカーボンブラック類であっても良いし、炭素繊維又は金属繊維等の導電性繊維類等であっても良い。
【００５２】
このような正極１０は、次のようにして作製される。正極活物質と結着剤と導電剤とを含む正極合剤スラリーを調製した後、正極合剤スラリーを正極集電体の少なくとも一方の表面上に塗布してから乾燥させ、その後、正極活物質等が表面上に設けられた正極集電体を圧延する。このようにして正極原板が作製される。この正極原板を所定の幅に切断すれば、正極１０が得られる。なお、正極合剤スラリーにおける正極活物質、結着剤及び導電剤の含有量は適宜自由に設定すれば良い。例えば、正極合剤スラリーには、正極活物質１００容量部に対して１〜６容量部の結着剤が含まれていればよい。
【００５３】
−多孔質絶縁層１２−
多孔質絶縁層１２を構成する材料の一例を以下に列挙する。
【００５４】
多孔質絶縁層１２は、大きなイオン透過度を持ち、且つ、所定の機械的強度及び絶縁性を兼ね備えた微多孔薄膜、織布又は不織布等であればよい。多孔質絶縁層１２は、例えば、ポリプロピレン又はポリエチレン等のポリオレフィンからなることが好ましい。多孔質絶縁層１２の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であれば良く、１０μｍ以上４０μｍ以下であれば好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下であればさらに好ましい。多孔質絶縁層１２における空孔率は、３０％以上７０％以下であれば良い。
【００５５】
−電解質−
電解質の材料の一例を以下に列挙する。
【００５６】
電解質は、例えば、非水電解液、ゲル状の非水電解質又は固体の非水電解質である。
【００５７】
非水電解液は、リチウム塩等の電解質が非水溶媒に溶解されたものである。電解質は、例えばＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4又はＬｉＰＦ6等である。非水溶媒は、プロピレンカーボネート（ＰＣ；propylene carbonate）等の環状炭酸エステル、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ；diethyl carbonate）等の鎖状炭酸エステル又はγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ；gamma-butyrolactone）等の環状カルボン酸エステル等である。非水溶媒に対する電解質の溶解量は０．５ｍｏｌ／ｍ3以上２ｍｏｌ／ｍ3以下であることが好ましい。
【００５８】
ゲル状の非水電解質は、非水電解質が高分子材料で保持されたものである。高分子材料は、例えばポリフッ化ビニリデン又はポリアクリロニトリル等である。
【００５９】
固体の非水電解質は、高分子固体電解質を含む。
【００６０】
本実施形態は、以下に示す構成を有していても良い。
【００６１】
多孔質絶縁層の幅方向における両端は、図６では多孔質絶縁層の厚み方向に対して傾いているが、多孔質絶縁層の厚み方向に対して垂直に延びていても良い。しかし、多孔質絶縁層が負極の表面上に接着されている場合が多い。そのため、多孔質絶縁層の幅方向における両端は、多くの場合、多孔質絶縁層の厚み方向に対して傾いている。
【００６２】
負極集電体は、ニッケル箔であっても良い。負極集電体には、複数の孔が形成されていても良い。負極原板は、ゲーベル方式によって切断されても良いし、ギャング方式によって切断されても良い。これらのことは、以下の第１及び第２の変形例においても言える。
【００６３】
珪素化合物を負極活物質として使用した場合には、珪素化合物は、ＳｉＯx（但し０．０５＜ｘ＜１．９５）であっても良く、Ｓｉの一部がＢ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｗ、Ｚｎ、Ｃ、Ｎ及びＳｎからなる元素群から選択された少なくとも１種以上の元素で置換された珪素合金であっても良く、珪素固溶体であっても良い。錫化合物を負極活物質として使用した場合には、錫化合物は、Ｎｉ2Ｓｎ4、Ｍｇ2Ｓｎ、ＳｎＯx（但し０＜ｘ＜２）、ＳｎＯ2又はＳｎＳｉＯ3等であれば良い。負極活物質は、上記の材料のうちの１種を単独で用いても良いし、上記材料のうちの２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００６４】
負極は、以下の第１の変形例で示すように、負極集電体の表面上に黒鉛等が高密度に配置されたものであっても良い。
【００６５】
電極群は、後述の第２の変形例で示すように、多孔質絶縁層を介して正極と負極とが積層されたものであっても良い。
【００６６】
（第１の変形例）
第１の変形例では、負極活物質の材料を除いては上記第１の実施形態と同一の構成を有している。以下では、上記第１の実施形態とは相異なる部分を主に説明する。図１０は、本変形例に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【００６７】
本変形例における負極１１は、負極集電体１１Ａと、負極活物質層１１Ｂ，１１Ｂとを有している。各負極活物質層１１Ｂは、負極集電体１１Ａの表面上に設けられており、負極活物質（例えば黒鉛）と結着剤とを含んでいる。各負極活物質層１１Ｂにおける負極活物質及び結着剤の含有量は適宜設定すれば良いが、例えば各負極活物質層１１Ｂは１００重量部の黒鉛に対して３重量部以下の結着剤を含んでいることが好ましい。負極活物質層１１Ｂの密度は、放電状態において、１．５０ｇ／ｃｃ以上１．９０ｇ／ｃｃ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．６０ｇ／ｃｃ以上１．７５ｇ／ｃｃである。負極活物質層１１Ｂの密度が上記範囲の下限値よりも小さければ、負極活物質層内には非常に多くの隙間が存在するため、電池容量の低下を引き起こす場合がある。一方、負極活物質層１１Ｂの密度が上記範囲の上限値よりも大きければ、電解液が負極活物質等に浸みこみにくくなるため、電極反応が進みにくくなる場合がある。このように、本実施形態では、上記第１の実施形態と同じく高容量化を図ることができる。なお、負極集電体１１Ａの厚みは２０μｍ以上５０μｍ以下であり、各負極活物質層１１Ｂの厚みは１５０〜２００μｍである。
【００６８】
本変形例における負極１１は図３（ａ）に示す負極原板１１１を所定の幅に切断して作製されたものであるので、負極１１の幅方向における端部（切断端部１１ｂ）には切断ダレ１１Ｄが存在している。切断ダレ１１Ｄは、負極集電体１１Ａが切断端面１１ａから厚み方向上方又は下方へ向かって伸びることにより形成されたものである。そのため、切断ダレ１１Ｄの先端は、負極集電体１１Ａの幅方向における中央部分よりも負極集電体１１Ａの厚み方向上方又は下方に位置している。切断ダレ１１Ｄの長さＬ３は、３０μｍ以上であり、負極集電体１１Ａの厚みが大きくなれば大きくなるほど長くなる。このような切断ダレ１１Ｄは、図１０に示すように、電極群３１の径方向内側へ向かって延びており、電池ケースの内周面に沿って延びている。以下では、本変形例における切断ダレ１１Ｄをさらに説明するために、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しながら本変形例における電極群３１の作製方法を説明する。
【００６９】
まず、負極集電体１１１Ａとして、厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下である銅箔を準備する。また、負極活物質（炭素材料）と結着剤とを含む負極合剤ペーストを準備する。その後、負極合剤ペーストを、負極集電体１１１Ａの両表面上に塗布してから乾燥する。その後、負極活物質が表面上に接着された負極集電体を圧延する。これにより、図３（ａ）に示す負極原板１１１が得られる。
【００７０】
次に、図３（ｂ）に示すように負極原板１１１を所定の幅に切断する。
【００７１】
負極原板１１１を切断すると、切断端部１１ｂには切断ダレ１１Ｄが形成される。上記第１の実施形態で説明したように、切断ダレ１１Ｄ，１１Ｄは、各負極１１に着目すると負極１１の厚み方向において互いに同一向きに延びており、互いに隣り合う切断端部１１ｂ，１１ｂに着目すると負極１１の厚み方向において互いに逆向きに延びている。
【００７２】
このようにして作製された負極１１の両表面上に多孔質絶縁層１２，１２を配置する。その後、負極１１に対して切断ダレ１１Ｄと同じ側に正極１０を配置し、負極１１が正極１０よりも径方向外側に位置するように正極１０、負極１１及び多孔質絶縁層１２，１２を捲回する。これにより、本変形例における電極群３１が得られる。電極群３１を用いて非水電解質二次電池を作製すれば、上記第１の実施形態で説明したように充電時における内部短絡の発生を抑制できる。よって、本変形例では、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７３】
なお、本変形例における負極活物質は、例えば、各種天然黒鉛、コークス、黒鉛化途上炭素、炭素繊維、球状炭素、各種人造黒鉛又は非晶質炭素等であれば良い。
【００７４】
（第２の変形例）
第２の変形例では、電極群の構造を除いては上記第１の実施形態と同一の構成を有している。図１１は、本変形例に係る非水電解質二次電池の横断面図である。
【００７５】
本変形例における電極群４１では、正極１０と負極２１とが多孔質絶縁層１２を介して互いに積層されている。負極２１の幅方向における両端には切断ダレ２１Ｄが存在しており、各切断ダレ２１Ｄが電極群４１の厚み方向内側へ向かって延びるように負極２１，２１，…は配置されている。よって、本変形例では、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７６】
なお、上記第１の変形例における負極１１を用いて本変形例における電極群４１を作製しても良い。この場合も、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７７】
《その他の実施形態》
上記第１の実施形態、上記第１の変形例及び上記第２の変形例は、以下に示す構成を有していても良い。
【００７８】
切断ダレの構成は、負極活物質の材料だけでなく負極原板の切断条件にも依存する。そのため、上記第１の実施形態における切断ダレが負極集電体のみからなる場合もあれば、上記第１の変形例における切断ダレが負極集電体及び負極合剤層からなる場合もある。しかし、切断ダレは、その構成に関係なく、各負極の幅方向における両端において互いに同じ向きに延び、隣り合う切断端部では互いに逆向きに延びる。よって、切断ダレが径方向内側へ向かって延びるように電極群を作製すれば、又は、切断ダレが電極群の厚み方向内側へ向かって延びるように電極群を作製すれば、上記第１の実施形態で得られる効果を得ることができる。
【００７９】
切断ダレの形状は、図２〜図４及び図６〜図１１の形状に限定されない。
【００８０】
電池ケースは金属製であっても良い。しかし、電池ケースは、アルミラミネートフィルム又はステンレスラミネートフィルム等のラミネートフィルムからなることが好ましい。電池ケースがラミネートフィルムからなる場合、電極群を２枚のラミネートフィルムで挟んでから電解液を注入し、その後、真空引きをして２枚のラミネートフィルムを互いに溶着させる。このとき、切断ダレが電極群の径方向内側へ向かって延びているので、ラミネートフィルムは切断ダレに添う。そのため、真空引き中に切断ダレが電池ケースを破ることを防止できるので、製造歩留まりの低下を抑制できる。また、真空引き中に切断ダレが曲がることを防止できるので、曲がった切断ダレが対極（正極）に接触することを防止できる。よって、内部短絡の発生を防止できる。
【００８１】
電池ケースがラミネートフィルムからなる場合、正極リード及び負極リードを各集電体のうち電極群の最内周部分となる位置に溶接することが好ましい。これにより、ラミネート溶着の信頼性を高めることができる。なお、各集電体のうちリードが接続される部分を露出する方法としては、集電体のうちリードが接続される部分に珪素、錫若しくはこれらの化合物又は合剤ペーストを設けない方法（ダイコーターを用いた方法）であっても良く、集電体の表面全体に珪素、錫若しくはこれらの化合物又は合剤ペーストを設けてから該当部分の珪素等を剥離する方法であっても良い。
【００８２】
負極の幅は、正極の幅と同一であっても良い。しかし、負極の幅が正極の幅よりも大きければ、電池容量の低下及び内部短絡の発生を防止できる。よって、負極の幅が正極の幅よりも大きいことが好ましい。
【００８３】
角形電池に限定されないことは言うまでもない。円筒型電池であっても良い。
【実施例】
【００８４】
本発明の実施例を以下に示す。
【００８５】
＜実施例１＞
実施例１では、電池１〜５を作製し、初期の放電容量を測定するとともに短絡の発生有無を調べた。
【００８６】
１．実験方法
−電池の製造方法−
電池１の製造方法を以下に詳細に説明する。
【００８７】
（電池１）
（正極の作製）
まず、平均粒子径が１０μｍのＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2（正極活物質）を準備した。
【００８８】
次に、ＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2と、アセチレンブラック（導電剤）と、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ，結着剤）を溶解させた溶液とを混合して、正極合剤スラリーを得た。このとき、ＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2とアセチレンブラックとポリフッ化ビニリデンとが体積比で１００：４．５：４．７となるように調製した。
【００８９】
続いて、正極合剤スラリーを、厚さ１５μｍのアルミニウム箔（正極集電体）の両表面に塗布してから乾燥させた。その後、両表面上に正極活物質、導電剤及び結着剤が設けられた正極集電体を圧延して、厚さが０．１８５ｍｍの正極原板を得た。この正極原板を幅５７ｍｍ及び長さ４５４ｍｍに裁断して、厚さ０．１８５ｍｍ、幅５７ｍｍ及び長さ４５４ｍｍの正極を得た。
【００９０】
本実施例では、ゲーベル方式のスリット装置を用いて正極原板を裁断した。正極の切断面を観察したところ、切断面にはダレが発生しておらず、切断面は正極の厚み方向に対して略平行に延びていた。
【００９１】
（負極の作製）
まず、鱗片状人造黒鉛を粉砕してから分級し、平均粒子径が約２０μｍの人造黒鉛を負極活物質とした。
【００９２】
次に、その負極活物質１００質量部に、３質量部のスチレンブタジエンゴム（結着剤）とカルボキシメチルセルロースを１重量％含む水溶液１００重量部とを加えて混合し、負極合剤スラリーを得た。
【００９３】
続いて、負極合剤スラリーを、厚さ２０μｍの銅箔（負極集電体）の両表面に塗布してから乾燥させた。その後、両面上に負極活物質及び結着剤が設けられた負極集電体を圧延して、厚さが０．２３０ｍｍの負極原板を得た。この負極原板に窒素雰囲気中において１９０℃の下で８時間熱風をあてることにより、負極原板に対して熱処理を施した。その後、負極原板を幅５８．５ｍｍ及び長さ５８３ｍｍに裁断して、厚さ０．２３０ｍｍ、幅５８．５ｍｍ及び長さ５８３ｍｍの負極を得た。
【００９４】
本実施例では、ゲーベル方式のスリット装置を用いて負極原板を裁断した。負極の切断面を観察したところ、切断端部には図４（ｂ）に示す切断ダレが発生していた。また、この切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同じ方向に延びていた。
【００９５】
（非水電解液の調製）
体積比が１：３となるようにエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを混合して、混合溶媒（非水溶媒）を作製した。この混合溶媒に、５ｗｔ％のビニレンカーボネート（電池の充放電効率を高めるための添加剤）を添加し、また、非水溶媒に対するモル濃度が１．４ｍｏｌ／ｄｍ3となるようにＬｉＰＦ6（電解質）を溶解した。これにより、非水電解液を得た。
【００９６】
（角型アルミラミネート電池の作製）
まず、超音波溶接法により正極集電体にアルミニウム製の正極リード（幅６ｍｍ）を接続し、抵抗溶接法により負極集電体にニッケル製の負極リード（幅４ｍｍ）を接続した。このとき、捲回したときに電極群の最内周に配置される部分にリードを接続した。その後、幅８ｍｍのポリプロピレン製の粘着テープを用いて正極リードを保護及び絶縁し、ポリエチレン製の粘着テープを用いて負極リードを保護及び絶縁した。
【００９７】
次に、切断ダレの先端が正極側に配置されるように正極と負極とを配置し、正極と負極との間にポリエチレン製のセパレータを配置した。その後、負極が正極よりも径方向外側に位置するように、正極、負極及びセパレータを捲回した。その後、正極リード及び負極リードのそれぞれのうちアルミラミネートフィルムに接する部分に、ポリプロピレン製の熱溶着テープを設けた。
【００９８】
続いて、２枚のアルミラミネートフィルムを互いに重ね、各アルミラミネートフィルムの４辺のうちの３辺において互いに溶接した。このように１辺のみが開放された袋状の電池ケース内に電極群を収容した。その後、減圧方式により、電池ケース内に非水電解液を注液した。それから、減圧しながら電池ケースの開口部分を熱溶着することにより、電池を作成した。この電池を電池１と称する。
【００９９】
（電池２）
負極の切断ダレが電極群の径方向外側へ向かって延びるように負極を配置して電極群を作製したこと以外は電池１と同様にして、電池２を作製した。
【０１００】
（電池３）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更した（負極の幅を正極の幅と同一にした）こと以外は電池１と同様にして、電池３を作製した。
【０１０１】
（電池４）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更したこと以外は電池２と同様にして、電池４を作製した。
【０１０２】
（電池５）
ギャング方式のスリット装置を用いて負極原板を切断したこと以外は電池１と同様にして、電池５を作製した。なお、電池５の負極の切断面を観察したところ、切断端部には図３（ｂ）に示す切断ダレが発生していた。また、この切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同じ方向に延びていた。
【０１０３】
このようにして作製された電池１〜５に対して、初期の放電容量を測定し、短絡発生の有無を調べた。
【０１０４】
−初期の放電容量の測定方法−
電池１〜５を、２５℃の環境下、１．４Ａの定電流で電圧が４．２Ｖに至るまで充電し、４．２Ｖの定電圧で電流が５０ｍＡになるまで充電した後、０．５６Ａの定電流で電圧が２．５Ｖに至るまで放電し、その後、容量を測定した。結果を図１２に記す。
【０１０５】
−短絡発生の有無を調べる方法−
以下に示すサイクル試験及び保存試験を順に行った後、短絡の発生有無を調べた。
【０１０６】
（サイクル試験）
電池１〜５を、４５℃の環境下、１．４Ａの定電流で電圧が４．２Ｖに至るまで充電し、４．２Ｖの定電圧で電流が５０ｍＡになるまで充電した後、２．８Ａの定電流で電圧が２．５Ｖに至るまで放電した。この一連の作業を２０回繰り返した。
【０１０７】
（保存試験）
上記サイクル試験を行った電池を、４５℃環境下、１．４Ａの定電流で電圧が４．２Ｖに至るまで充電し、４．２Ｖの定電圧で電流が５０ｍＡになるまで充電した後、６０℃環境下で２週間保存した。
【０１０８】
その後、電池の電圧を測定し、測定された電圧が４．１０Ｖ未満か否かを調べた。そして、測定された電圧が４．１０Ｖ未満の電池では短絡が発生していると見なし、その個数を数えた。結果を図１２に記す。
【０１０９】
＜実施例２＞
実施例２では、電池６〜９を作製し、初期の放電容量を測定するとともに短絡の発生有無を調べた。実施例２では、負極活物質としてシリコンを用いた。そのため、実施例１と実施例２とでは、正極の大きさ及び負極の作製方法等が互いに異なる。以下では、実施例１とは相異なる部分を示す。
【０１１０】
（電池６）
（正極の作製）
電池１と同様にして正極を作製した。なお、正極の大きさを、厚さ０．１８５ｍｍ、幅５７ｍｍ及び長さ２９３ｍｍとした。
【０１１１】
（負極の作製）
まず、負極集電体として、電解メッキにより両表面が粗化された銅箔（厚み３８μｍ）を準備した。
【０１１２】
次に、真空チャンバー内の黒鉛るつぼの中にシリコン（純度９９．８％）を配置し、黒鉛るつぼの真上に負極集電体を配置した。その後、電子ビームにより、黒鉛るつぼ内のシリコンを溶解且つ蒸発させた。これにより、負極集電体の表面上にシリコンが蒸着された。負極集電体の各表面におけるシリコン膜の厚みが８μｍとなるまで、シリコンを蒸着させた。このようにして負極原板を作製した。
【０１１３】
それから、負極原板を幅５８．５ｍｍ及び長さ３８０ｍｍに裁断した。これにより、厚さ０．０５４ｍｍ、幅５８．５ｍｍ及び長さ３８０ｍｍの負極を得た。
【０１１４】
本実施例では、ゲーベル方式のスリット装置を用いて負極原板を切断した。切断面を観察したところ、切断端部には図４（ｂ）に示す切断ダレが発生していた。また、この切断ダレは、各負極の幅方向における両端において互いに同じ方向に延びていた。
【０１１５】
（電池７）
負極の切断ダレが電極群の径方向外側へ向かって延びるように負極を配置して電極群を作製したこと以外は電池６と同様にして、電池７を作製した。
【０１１６】
（電池８）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更した（負極の幅を正極の幅と同一にした）こと以外は電池６と同様にして、電池８を作製した。
【０１１７】
（電池９）
負極の幅を５８．５ｍｍから５７．０ｍｍに変更したこと以外は電池７と同様にして、電池９を作製した。
【０１１８】
このようにして作製された電池６〜９に対して、初期の放電容量を測定し、短絡発生の有無を調べた。初期の放電容量の測定方法及び短絡発生の有無を確認する方法は実施例１において説明した通りである。
【０１１９】
２．考察
実施例１の結果を図１２に示し、実施例２の結果を図１３に示す。
【０１２０】
まず、初期の放電容量について考察する。
【０１２１】
初期の放電容量は、実施例１では、電池３及び４が電池１、２及び５よりも小さく、実施例２では、電池８及び９が電池６及び７よりも小さかった。その理由は、電池３、４、８及び９では、正極の幅と負極の幅とが互いに同一であったからである，と考えている。つまり、正極の幅と負極の幅とが互いに同一であれば、正極と負極とが幅方向において互いにずれた状態で電極群が作製される場合があるので、作製された電極群には正極と負極とが互いに対向していない箇所が存在する。正極と負極とが互いに対向していない箇所では、正極活物質と負極活物質との間においてリチウムの授受が起こりにくいため、初期の放電容量の低下（電池容量の低下）を引き起こす。
【０１２２】
次に、短絡発生の有無について考察する。
【０１２３】
実施例１における電池２では、２個の電池において短絡が発生していた。短絡が発生した電池を分解して解析したところ、どちらの電池においても負極の変形に起因する電極群の変形が発生しており、電極群の変形が大きかったところでは負極がセパレータを押しのけて正極と接触していた。その理由は、電池２では、切断ダレが電極群の径方向外側に向かって延びているからであると考えている。
【０１２４】
実施例１における電池３及び４では、短絡が発生した電池の数が電池２に比べて多かった。電池３及び４のうち短絡が発生した電池を分解したところ、切断ダレがセパレータを突き破って正極と接触していた。この理由としては、上述の巻きズレ（正極と負極とが互いにずれた状態で電極群が作製されること）を考えている。
【０１２５】
電池１と電池５とでは、切断ダレの形状及び構成は互いに異なっていたが、短絡発生を抑えることができた。
【０１２６】
実施例２の負極活物質は、実施例１の負極活物質よりも多くのリチウムイオンを吸蔵することができる。そのため、負極活物質の膨張に起因する応力は、実施例１よりも大きくなる。その場合であっても、電池６のように切断ダレが電極群の径方向内側へ向かって延びていれば、短絡の発生を抑制することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上説明したように、本発明は、例えば高エネルギー密度化された民生機器用電源、自動車搭載用電源、又は大型工具用電源等に有用である。
【符号の説明】
【０１２８】
10                   正極
11,21                負極
11A,21A,111A,121A    負極集電体
11B,21B,111B,121B    負極活物質層
11D,21D              切断ダレ
11a,21a              切断端面
11b,21b              切断端部
12                   多孔質絶縁層
111,121              負極原板
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に設けられた多孔質絶縁層とを有する電極群を備え、
前記負極は、厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下である負極集電体と、前記負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられ負極活物質を含む負極活物質層とを有し、
前記負極は、負極原板が所定の幅に切断されて作製されたものであり、
前記負極の切断端部には、切断ダレが存在しており、
前記切断ダレは、前記負極集電体が前記負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成されたものであり、前記電極群の内側へ向かって延びている非水電解質二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記電極群では、前記正極と前記負極とが前記多孔質絶縁層を介して捲回されており、
前記切断ダレは、前記電極群の径方向内側へ向かって延びている非水電解質二次電池。
【請求項３】
請求項１に記載の非水電解質二次電池であって、
前記電極群では、前記正極と前記負極とが前記多孔質絶縁層を介して積層されており、
前記切断ダレは、前記電極群の厚み方向内側へ向かって延びている非水電解質二次電池。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つに記載の非水電解質二次電池であって、
前記負極の幅は、前記正極の幅よりも広い非水電解質二次電池。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つに記載の非水電解質二次電池であって、
前記負極活物質は、珪素、錫、珪素化合物、又は、錫化合物である非水電解質二次電池。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１つに記載の非水電解質二次電池であって、
前記切断ダレは、前記負極集電体及び前記負極活物質層が伸びて形成されたものである非水電解質二次電池。
【請求項７】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に設けられた多孔質絶縁層とを有する電極群を備えた非水電解質二次電池の製造方法であって、
負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体の少なくとも一方の表面上に設けられた負極原板を準備する工程（ａ）と、
前記負極原板を所定の幅に切断して複数の負極を作製する工程（ｂ）と、
前記正極と前記工程（ｂ）で作製された前記負極のうちの１つとの間に前記多孔質絶縁層を配置して前記電極群を作製する工程（ｃ）とを備え、
前記負極集電体の厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下であり、
前記工程（ｂ）では、
前記負極の切断端部には、それぞれ、前記負極集電体が前記負極の厚み方向上方又は下方に伸びて形成された切断ダレが形成され、
前記切断ダレは、前記負極のそれぞれの幅方向における両端において互いに同一方向に延びている一方、互いに隣り合う前記切断端部では互いに逆向きに延びており、
前記工程（ｃ）では、前記切断ダレが内側へ向かって延びるように前記電極群を作製する非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の非水電解質二次電池の製造方法であって、
前記工程（ｃ）では、前記切断ダレが径方向内側に向かって延びるように、前記多孔質絶縁層を介して前記正極と前記負極とを捲回する非水電解質二次電池の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１】
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【国際調査報告】
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